Etablissement de règles de dessin pour les niveaux VIA du noeud technologique 10 nm avec le procédé d'impression DSA

par Loïc Schneider

Thèse de doctorat en Nano electronique et nano technologies

Sous la direction de Claire Fenouillet-Béranger.

Le président du jury était Isabelle Schanen Duport.

Le jury était composé de Olivier Parriaux, Vincent Farys, Emmanuelle Serret.

Les rapporteurs étaient Régis Orobtchouk, Gérard Granet.


  • Résumé

    La miniaturisation des circuits intégrés est largement tributaire de la lithographie optique qui va définir la taille minimale qu’il est possible d’obtenir sur un circuit. Actuellement, des moyens considérables sont mises en œuvre pour aller au-delà de la limite de résolution des systèmes optiques qui sont en production. Parmi les techniques qui sont envisagées, l'auto-assemblage des copolymères à bloc permet de diminuer la résolution des systèmes optiques utilisés et apparait donc comme une possible solution. Les copolymères à bloc sont des chaînes de polymères constituées de 2 polymères. Sous l’action de la chaleur, un mélange de copolymères à bloc va s’organiser de sorte que les polymères forment des domaines disjoints et réguliers. Ensuite, l’un des 2 domaines peut être gravé pour former les motifs désirés. En contraignant cet assemblage, il est possible de contrôler l’impression des motifs ainsi obtenus.Pour être utilisé en production, ce procédé doit être capable d’imprimer les motifs désirés avec une certaine précision afin d’assurer la fiabilité des niveaux ainsi obtenus. Tout l’enjeu de cette thèse est de mettre en place une analyse permettant de garantir cette impression avec une fiabilité suffisante. Nous nous sommes en particulier intéressés à un critère à un critère statistique portant sur le recouvrement de motifs entre 2 niveaux différents.Pour y parvenir, nous avons établis une plateforme pour établir des règles de dessin permettant d’assurer ce critère. Nous avons dans un premier temps simplifier le critère statistique en un critère plus simple à utiliser en étudiant finement les variabilités misent en jeux. Pour obtenir expérimentalement des valeurs de variabilités, nous nous sommes intéressés à l’étude des images SEM afin d’extraire de manière la plus automatisée possible ce type d’information. Finalement, nous avons établi pour le procédé DSA un ensemble de règles de dessin spécifique pour assurer notre critère.

  • Titre traduit

    Enablement of DSA for VIA layer for a 10 nm technology node using Design Rules.


  • Résumé

    The miniaturization of integrated circuits is largely dependent on optical lithography which is used to define the minimum size that can be obtained on a circuit. Currently, considerable resources are being deployed to go beyond the resolution limit of the optical systems that are in production. Among the techniques that are envisaged, block copolymer self-assembly makes it possible to reduce the resolution of the optical systems used and thus appears as a possible solution. Block copolymers are polymer chains consisting of two polymers. Under the action of heat, a mixture of block copolymers will be organized so that the polymers form disjoint and regular domains. Then one of the two domains can be etched to form the desired patterns. By constraining this assembly, it is possible to control the printing of the patterns thus obtained.To be used in production, this process must be able to print the desired patterns with a certain precision in order to ensure the reliability of the levels thus obtained. This thesis aims to set up an analysis to guarantee this impression with sufficient reliability. In particular, we look at a statistical criterion relating to the recovery of motifs between two different levels.To achieve this, we have established a platform to establish drawing rules to ensure this criterion. We first simplify the statistical criterion into a simpler criterion to use by studying finely the variabilities involved. To obtain variability values experimentally, we are interested in studying SEM images in order to extract this type of information in the most automated way possible. Finally, we have established for the DSA process a set of specific drawing rules to ensure our criterion.


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